发动机原理课件完整版：第一章1节 36页

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第1章发动机原理 ppt课件

行程，热效率低于5%，最大功率为4.5 kW。
1867年奥托（Otto）和浪琴(Langen)发明了一种更为成功的大气压力式内燃机。
1876年，Otto四冲程循环的内燃机，包括：
进气、着火前压缩、膨胀与排气。热效率14%，
质量减少近70%，有效地投入工业使用，形成
内燃机工业。
2019/12/28
2019/12/28
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10/13
第二节内燃机发展
三、内燃机增压技术
1902年，法国的路易斯.雷诺（Louis Renault）提出了机械增压技术。
1907年美国宾夕法尼亚的一家工厂试制成功了世界上第一台增压发动机。
1915年，瑞士工程师阿尔弗雷德.波希
（Alfred Buchi）将增压器的机械驱动改造
二、内燃机燃料第一次世界大战以后，对爆震问题有了进一
步的了解，通用公司发现了四乙铅的抗爆作用，1923年将它用作汽油的添加剂。尤金.荷德莱（Eugene Houdry）发明了催化裂化法，提高了汽油的产量，同时使汽油获得越来越好的抗爆性使发动机的压缩比不断增加，动力性与燃油经济性得到了提高。为了减少内燃机对日益短缺的石油基燃料的依赖，各国正在开展替代燃料的研究，以取代汽油和柴油，如燃用天然气、甲醇、乙醇合成汽油、合成柴油以及二甲醚等。
汽车发动机原理
《汽车发动机原理》课程简介
本课程是车辆工程专业本科生继汽车构造课程之后的一门专业基础课，是本专业汽车构造、汽车理论和汽车设计三门主干课程的必要辅助课程，是专业必修课。
本课的目的是使学生通过学习，掌握内燃机性能评价指标，内燃机特性以及影响因素；了解提高内燃机性能指标的途径和措施；为合理使用、正确调整和使用内燃机以及深入研究打下一定的理论基础，同时初步掌握内燃机的试验方法和实验技能。

发动机原理课件完整版：第一章1节

第一章
航空燃气涡轮发动机工作原理
ppt课件
1
第一章航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节推力公式 • 第三节性能指标和基本要求 • 第四节能量转换与效率 • 第五节发展方向
2020/11/18

ppt课件
2
第一章航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节推力公式 • 第三节性能指标和基本要求 • 第四节能量转换与效率 • 第五节发展方向
T0
p
* 2
(
T
* 2
) 1
P
* 2
p0
T0
P0
T
* 2
T0
=
－1
th
1
1
－1
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ppt课件
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三、理想循环-热效率
th 1
1
－1
• 理想循环热效率只与循环增压比有关，且与循环增压比成正比。
2020/11/18
ppt课件
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三、理想循环-循环功
W q1th cp (T3* T2*)th
2020/11/18
ppt课件
3
第一节涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 五大主要部件：进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管
2020/11/18
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第一节涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 附件系统燃油系统、起动系统、滑油系统
2020/11/18
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5
二、工作过程
• 工作过程示意 • 进气道：输送工质（空气） • 压气机：压缩空气，提高压力 • 燃烧室：加热气体，提高总温

《汽车发动机原理》课件

曲轴
将活塞的直线运动转化为旋转运动，输出动力。
活塞
在气缸内上下运动，通过与气缸盖的配合完成工作循环。
发动机的工作原理
01
02
03
04
进气过程
空气通过气。
压缩过程
活塞向上运动，压缩可燃混合气，提高其温度和压力。
燃烧过程
当活塞达到上止点时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，产生能量推动活塞向下运动。
点火系统
燃烧过程
燃烧效率
排放控制
排放污染物
一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等。
排放法规
各国对汽车排放标准的规定。
排放控制技术
三元催化转换器、颗粒物捕集器等，降低污染物排放。
03
发动机的性能指标
动力性能
总结词
衡量汽车加速、爬坡和最高车速的能力。
详细描述
动力性能主要通过汽车的加速时间、最大爬坡度以及最高车速来衡量。加速时间越短，车辆的加速性能越好；最大爬坡度越大，车辆的爬坡能力越强；最高车速越高，车辆的极速性能越好。
燃料电池技术
总结词
燃料电池技术是一种将化学能转换为电能的发电技术，通过燃料和氧化剂之间的化学反应产生电流。
VS
详细描述
燃料电池技术利用燃料（如氢气）和氧化剂（如氧气）之间的化学反应来产生电能。与传统的内燃机相比，燃料电池技术具有更高的效率和更少的排放。然而，目前燃料电池技术的成本较高，且需要特殊的燃料和氧化剂。
排气过程
燃烧后的废气通过排气门排出气缸，完成一个工作循环。
02
发动机的工作循环
四冲程发动机工作循环
吸气冲程
空气通过进气门进入汽缸，与汽油混合形成可燃混合气。

发动机原理第一章1讲.ppt

2020年3月31日
• 附件系统(燃油、润滑、启动、空气、电气等)
2020年3月31日
•工作过程
进气道将工质引入压气机增压燃烧室喷油燃烧加热涡轮膨胀作功带动压气机尾喷管膨胀加速以高速排气到体外
进气道
压气机
燃烧室
涡轮排气喷管
2020年3月31日
沿发动机流程参数变化
2020年3月31日
q Cp(T T )
2
9i
0
2020年3月31日
理想循环功和热效率
• 循环功 • 热效率
W q q Wp Wc
1
2
q q
1
2
W
th
q
q
1
1
2020年3月31日
理想循环功＝循环过程所包围的面积
2020年3月31日
理想循环热效率＝理想循环功占加热量的比
2020年3月31日
如何获得尽可能大的循环功？如何获得尽可能高的循环热效率？
ce
W f(
c
e
• 由于热力过程损失的存在：
– 实际循环效率除受增压比影响外，还受加热比以及压缩过程和膨胀过程效率影响，且比理想循环热效率低；
– 实际循环功低于理想循环功。
2020年3月31日
重要结论
为提高循环热效率，应尽可能提高循环增压比；为提高循环功，应尽可能提高循环加热比；存在有最佳增压比，增压比过大将使循环功减小；提高循环加热比，使循环最佳增压比增加；提高部件效率，有利于提高循环功和热效率。
• 假设： (1)工质为空气； (2)忽略流动损失； (3)气流在尾喷管达到完全膨胀。
2020年3月31日
发动机特征截面

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2019/9/29
28
发动机热力基础
1、理想气体及其状态方程 pv=RT
2019/9/29
29
发动机热力基础
2、比热容和热量 Q=mc（T2-T1）
定容加热： Qv=mcv（T2-T1）定压加热： Qp=mcp（T2-T1）
比热容比：γ=cp/cv
2019/9/29
30
发动机热力基础
3、工质的内能与外功
第一章
航空燃气涡轮发动机工作原理
第一章航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节推力公式 • 第三节性能指标和基本要求 • 第四节能量转换与效率 • 第五节发展方向
2019/9/29
2
第一章航空燃气涡轮发动机工作原理
• 第一节涡轮喷气发动机热力循环 • 第二节推力公式 • 第三节性能指标和基本要求 • 第四节能量转换与效率 • 第五节发展方向
18
三、理想循环-循环功
W q1th cp (T3* T2*)th

cpT0
(T3* T0
T2* T0
)(1
1
1

)

T
* 3
T0
1
e
WcpT0(e)(11e)
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三、理想循环-循环功
WcpT0(e)(11e)
• 理想循环功与循环加热比成正比。 • 存在有使理想循环功达最大的循环增压比
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三、理想循环
• 循环功： W q1 q2
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13
三、理想循环
• 热效率
th
W q1

q1 q2 q1
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三、理想循环
• 如何提高循环热效率？ • 如何提高循环功？
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三、理想循环-热效率
th

q1 q2 q1
称为最佳增压比opt

2( 1) opt
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三、理想循环
• 如何提高循环热效率？提高增压比。
• 如何提高循环功？提高加热比；寻找最佳增压比。
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四、实际循环
• 各部件损失和热力过程的不可逆性 • 加热前后工质成分发生变化
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1
q2 q1

1
c p (T 9
c
p
(T
* 3

T0)
T
* 2
)

1
c
pT
0
(
T T
9 0

1)
c
p
T
* 2
(
T T
* 3 * 2

1)
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p
* 3

p
* 2
p9 p0

p
* 2

p
* 3
p0
p9
p2 * (T2*)1, p3 * (T3*)1
p0
T0
p9
T9

(
T
* 2
)
1

(
T
* 3
)
1
T0
T9
T9

T
* 3
T0
T
* 2
16
三、理想循环-热效率
th

q1 q2 q1
1
q2 q1

1
c p (T 9
c
p
(T
* 3

T0)
T
* 2
)

1
c
pT
0
(
T T
9 0

1)
c
p
T
* 2
(
T T
* 3 * 2

1)
– 实际循环功低于理想循环功。
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五、结论
1. 为提高循环热效率，应尽可能提高循环增压比
2. 为提高循环功，应尽可能提高循环加热比 3. 存在有最佳增压比，使循环功最大，增压
比过大将使循环功减小 4. 提高循环加热比使循环最佳增压比增加 5. 提高部件效率有利于提高循环功和热效率
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四、实际循环
• 循环功
W q1 q2
• 热效率
th
W q1

q1 q2 q1
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四、实际循环
th f (,,c,e, )
W f (,,c,e, )
• 由于热力过程损失的存在：
– 实际循环效率除受增压比影响外，还受加热比以及压缩过程和膨胀过程效率影响，且比理想循环热效率低；
th

1
T0 T2*
1 1 T2*
T0
p
* 2

(
T
* 2

) 1

P 2*
p0
T0
P0TΒιβλιοθήκη * 2T0=
－1
th
1
1
－1

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三、理想循环-热效率
th 1
1
－1

• 理想循环热效率只与循环增压比有关，且与循环增压比成正比。
2019/9/29
2019/9/29
9
三、理想循环
• 布莱顿（Braton）循环，四个热力过程
0 2：等熵压缩 3 9：等熵膨胀
2 3：等压加热 9 0：等压放热
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10
三、理想循环
• 加热量q1 q1 Cp (T3* T2*)
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11
三、理想循环
• 放热量q2 q2 Cp(T9 T0)
22
四、实际循环
• 实际循环，四个热力过程
0 2：多变压缩 3 9：多变膨胀
2 3：不等压加热 9 0：等压放热
2019/9/29
23
四、实际循环
• 加热量q1 q1 Cp (T3* T2*)
2019/9/29
24
四、实际循环
• 放热量q2 q2 Cp' (T9 T0)
• 涡轮：气体膨胀做功，推动涡轮旋转，通过连接轴驱动压气机
• 尾喷管：气体膨胀加速，高速喷出，产生推力
2019/9/29
6
二、工作过程
2019/9/29
7
三、理想循环
• 热力学基础
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8
三、理想循环
• 假设： 1）工质为空气； 2）忽略流动损失； 3）气流在尾喷管达到完全膨胀。
u=u（T） J/kg Δu=u2-u1=qv=cv（T2-T1）
v2
dW=pdv W pdv v1
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发动机热力基础
4、工质的焓
h=u+pv J/kg h=u(T)+RT=h(T) qp=cp(T2-T1)=(cv+R)(T2-T1)=Δh cp=cv+R
2019/9/29
2019/9/29
3
第一节涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 五大主要部件：进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管
2019/9/29
4
第一节涡轮喷气发动机热力循环
• 一、组成
– 附件系统燃油系统、起动系统、滑油系统
2019/9/29
5
二、工作过程
• 工作过程示意 • 进气道：输送工质（空气） • 压气机：压缩空气，提高压力 • 燃烧室：加热气体，提高总温
32
发动机热力基础
5、热力学第一定律热量、内能和机械能之间的相互转换和守恒关系。 dq=du+pdv dq=dh-vdp